第1章 绪论自测题

第1章 测试题
一、思考题
1.1试从力学的角度，比较流体与固体的差别。

1.2气体和液体的物理力学特性有何差别？
1.3何为连续介质？流体力学中为何需要引入连续介质假设？
1.4什么是牛顿内摩擦定律？它的应用条件是什么？
1.5流体的动力粘滞系数与运动粘滞系数有何不同？
1.6流体的动力粘性与哪些因素有关？它们随温度是如何变化的？
1.7流体的粘性力与固体的摩擦力有何本质区别？
1.8何谓理想流体？引入理想流体模型的意义何在？
1.9何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？
1.10为什么通常把水看作是不可压缩流体？
1.11按作用方式区分作用在流体上有哪两类力？
1.12试述表面张力的定义，及其产生表面张力的机理。

1.13何谓附着力，何谓内聚力？试分析水和水银在毛细管中上升或下降的现象。

1.14为什么玻璃上一滴油总是近似呈球形？
1.15测压管管径为什么不能过细？
1.16如何认识流体力学的研究方法将不断发展和创新？
二、选择题
1.1在常温下水的密度为 kg/m 3。

（C ）
(A) 10 (B) 100 (C) 998.2 (D) 1000
1.2在标准大气压下200C 时空气的密度为 kg/m 3。

（A ）
(A) 1.2 (B) 12 (C) 120 (D) 1200
1.3温度升高时，水的粘性 。

（A ）
(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不能确定
1.4温度升高时，空气的粘性 。

（B ）
(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不能确定
1.5动力粘滞系数μ与运动粘滞系数ν的关系为 。

（D ）
(A) μρ (B) ρμ (C) μρ (D) p
μ 1.6运动粘滞系数的是 。

（B ）
(A) 2/m s (B) s m /2 (C) 2/.m s N (D) s m N /.2
1.7流体的粘性与流体的 无关。

（D ）
(A) 分子内聚力 (B) 分子动量变换 (C) 温度 (D) 速度梯度
1.8与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 。

（C ）
(A) 切应力与速度 (B) 切应力与剪切变形
(C) 切应力与剪切变形速度 (D) 切应力与压强
1.9液体体积压缩系数是在 条件下单位压强引起的体积变化率。

（B ）
(A) 等压 (B) 等温 (C) 等密度 (D) 体积不变
1.10 是非牛顿流体。

（D ）
(A) 空气 (B) 水 (C) 汽油 (D) 沥青
1.11静止流体 切应力。

（C ）
(A) 可以承受 (B) 能承受很小的
(C) 不能承受 (D) 具有粘性时可以承受
1.12表面张力系数的单位是 。

（A ）
(A) m N / (B) 2/m N (C) 3/m N (D) s N /
1.13随温度升高，表面张力系数 。

（B ）
(A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不能确定
1.14毛细管中液柱高度的变化与 成反比。

（D ）
(A) 表面张力系数 (B) 接触角 (C) 粘性系数 (D) 管径
1.15作用在流体上的质量力包括 成反比。

（D ）
(A) 压力 (B) 摩擦力 (C) 切应力 (D) 重力
1.16理想流体的特征是 。

（C ）
(A) 不可压缩 (B) 粘滞系数为常数 (C) 无粘性 (D) 符合牛顿内摩擦定律
1.17不可压缩流体的特征是 。

（D ）
(A) 温度不变 (B)密度不变 (C) 压强不变 (D) 体积不变
1.18单位质量力是指作用在单位 流体上的质量力。

（C ）
(A) 面积 (B)体积 (C)质量 (D) 重量
1.19单位质量力的国际单位是 。

（C ）
(A) 2/m N (B) 3/m N (C) kg N / (D) N
1.20按连续介质的概念，流体质点是指 。

（C ）
（A ）流体的分子 （B ）流体内的固体颗粒
（C ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体 （D ）几何的点
三、计算题
1.1 某油的密度为851kg/m 3，运动粘度为3.39×10－
6m 2/s ，求此油的重度γ、比容v 和动力粘度μ。

1-2充满石油的油槽内的压强为5×105Pa,今由槽中排出石油40kg ，使槽内压强降到1×105Pa ，设石油的体积模量K ＝1.32×109 Pa ，石油的密度ρ=880kg/m 3。

试求油槽的体积。

1.3 粘度μ=3.92×10﹣2Pa·s 的粘性流体沿壁面流动，距壁面y 处的流速为v=3y+y2（m/s ），试求壁面
的切应力。

(11.76×10-2Pa)
1.4在相距1mm 的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s 的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为3 500 Pa 。

试求该液体的粘度。

(
2.917Pa.s)
1.5如图1所示，一圆锥体绕竖直中心轴作等速转动，锥体与固体的外锥体之间的缝隙δ=1mm ，其间充满μ=0.1Pa·s 的润滑油。

已知锥体顶面半径R=0.3m,锥体高度H=0.5m,当锥体转速n=150r/min 时，求所需旋转力矩。

(38.83N.m)
1.6如图2所示，上下两平行圆盘，直径均为d ，间隙为δ，其间隙间充满黏度为μ的液体。

若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转时，试写出所需力矩M 的表达式。

(δ
πμω324d M =)
图1 图2 1.7当压强增量p ∆=5×104N/m2时，某种液体的密度增长0.02%。

求此液体的体积弹性模量。

(11.76×108Pa)
1.8如图3所示，一圆筒形盛水容器以等角速度ω绕其中心轴旋转。

试写出图中A(x,y,z)处质量力的表达式。

(x f x 2ω=,y fy 2ω=,y f z 2ω=)
图3 图4
1.9图4为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。

若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的热胀系数α=0.000 5/℃。

求膨胀水箱的最小容积。

(0.2m 3)
1.10汽车上路时，轮胎内空气的温度为20℃，绝对压强为395kPa ，行驶后，轮胎内空气温度上升到50°С，试求这时的压强。

(435.4kPa)
1.11图5为压力表校正器。

器内充满压缩系数为k=4.75×10﹣10m2/N 的油液。

器内压强为105Pa 时，油液的体积为200mL 。

现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm ，丝杆螺距为2mm ，当压强升高至20MPa 时，问需将手轮摇多少转？(12转)
图5 图6
1.12黏度测量仪有内外两个同心圆筒组成，两筒的间隙充满油液。

外筒与转轴连接，其半径为r2,旋转角速度为ω。

内筒悬挂于一金属丝下，金属丝上所受的力矩M可以通过扭转角的值确定。

外筒
与内筒底面间隙为a，内筒高H，如图6所示。

试推出油液黏度μ的计算式。

()⎥⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
-
+
=
1
2
2
1
2
4
1
2
2
1
r
r
r
H
ar
r
a
M
π
ω
μ
1.13内径为1mm的玻璃毛细管插在水银中，如图7所示。

水银在空气中的表面张力系数为
m
N/
514
.0，水银与玻璃的接触角0
140
-
=
θ，水银的密度3
/
13600m
kg。

试求毛细管内外水银液面的高度差d。

(11.8mm)
1.14设一平壁浸入体积很大的水中，由于存在表面张力，在靠近壁面的地方要形成一个曲面，如图
8所示。

假设曲面的曲率半径r可以表示成
2
2
1
dx
y
d
r
=，接触角θ和表面张力系数σ已知。

试确定平
壁附近水面的形状和最大高度h。

(()σ
ρ
θ
σ
ρ
σ
ρ
θ/
tan
1
,
/
exp
/
tan
1
g
h
g
x
g
y=
-
=
) 图7 图8。